Smart City

Un nuovo tipo di circuito elettronico, completamente alternativo a quelli utilizzati per elaborare le informazioni nelle CPU dei computer, promette da qualche tempo uno straordinario progresso il mondo del calcolo. La storia nasce e si sviluppa al Politecnico di Milano e ora è stata coronata dall'assegnazione di un ERC Advanced Grant dell'Unione Europea da 2,5 milioni di euro. Parliamo del progetto ANIMATE (ANalogue In-Memory computing with Advanced device Technology), grazie al quale si punta, da un lato, a ottenere prestazioni stratosferiche in alcune delle più diffuse procedure di calcolo eseguite dai computer (tra cui quelle necessarie all'addestramento di nuovi sistemi di intelligenza artificiale); e dall'altro ad abbatterne drasticamente il consumo di energia. Tutto grazie a un particolare circuito "analogico" che può essere integrato in un microchip digitale ed è capace di eseguire, in un colpo solo, un calcolo algebrico che può richiedere, a un computer tradizionale, moltissimi passaggi consecutivi…

Ospite Daniele Ielmini, Prof. del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano

Continuiamo a parlare di come conciliare la tutela qualità dell'aria e l'uso della legna e della biomassa in generale nei sistemi di riscaldamento, tema immancabilmente presente a Progetto Fuoco, una delle principali fiere al mondo in questo settore.
Nella puntata precedente abbiamo parlato della prime imprese che hanno iniziato a montare sulle proprie stufe e caldaie sistemi di filtraggio dei fumi come i filtri EPS, prima riservati silo ai grandi impianti.
In questa puntata completeremo il quadro parlando di tecnologie come la pirolisi e la combustione senza fiamma, e di come grazie ad esse il comparto punti a riportare la biomassa nei contesti da cui, a causa delle emissioni di particolato, è stata esclusa, come il bacino padano.

Ospite: Valter Francescato Direttore Tecnico AIEL, Associazione Italiana Energie agroforestali

Si chiamano filtri elettro-statici, o ESP, e da decenni sono applicati in campo industriale per abbattere le polveri che fuoriescono da camini e ciminiere: roba grossa, insomma.
Di recente, tuttavia, complici le regolamentazioni sempre più restrittive in fatto di emissioni e la maggiore sensibilità dei consumatori, i filtri ESP hanno iniziato a comparire anche in alcuni modelli di caldaie e stufe a biomassa domestiche.
L'introduzione di sistemi per filtrare i fumi è un passo importante per l'industria del riscaldamento a biomassa, che in questi giorni è in grande spolvero qui a Verona, a Progetto Fuoco, la fiera del riscaldamento a legna, una delle più grandi al mondo.

Ed è lì che siamo andati per conoscere le ultime novità e le ultime innovazioni, come i filtri ESP, nel settore del riscaldamento a legna e a biomassa.

Ospite: Valter Francescato, Direttore Tecnico AIEL, Associazione Italiana Energie agroforestali

La nano-cellulosa è uno dei più promettenti nanomateriali: sostenibile, e dotata proprietà straordinarie, chimiche, fisiche, ottiche e elettroniche, tra cui una resistenza alla trazione otto volte superiore all'acciaio, che ne fa un concorrente del kevlar.
L'interesse nei confronti di questo nano-materiale di origine biologica (la cellulosa è il biopolimero più diffuso in natura, presente in tutte le piante) è cresciuto da quando si è iniziato a capire come produrla in modo sufficientemente puro ed economico, e stasera parliamo di un ulteriore passo avanti in questa direzione.
Infatti in uno studio pubblicato sull'International Journal of Biological Macromolecules, e firmato anche da ricercatori del CNR, è descritto un processo per produrre nanocellulosa a partire da bucce d'arancia e di altri agrumi. che ne sono ricchissime e rappresentano uno scarto dell'industria alimentare. Il processo è basato sulla cavitazione, lo stesso fenomeno che forma bolle d'aria intorno all'elica di una barca che gira ad alta velocità, e utilizza solo acqua ed elettricità.

Ospite: Mario Pagliaro, Ricercatore dell'Istituto per lo studio dei materiali nano-strutturati, Cnr-Ismn

Andiamo alla Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa per parlare dei primo satellite "cablato con la luce", ovvero un satellite in cui il tipico groviglio di cavi e fili elettrici che si trova all'interno, e che i componenti del satellite usano per comunicare gli uni con gli altri, viene sostituito da invisibili, e impalpabili, raggi di luce.
Da tempo si tenta di sostituire i cablaggi a bordo dei satelliti, responsabili di circa il 10% del peso complessivo, con sistemi wireless. Ma soluzioni come bluetooth o wifi non sono praticabili a bordo di dei velivoli spaziali perché interferirebbero con il funzionamento degli altri sistemi e renderebbero il satellite più facilmente preda di un attacco informatico.
Le comunicazioni ottiche, invece, quando si svolgono in un ambiente chiuso come lo chassis di un satellite, non causano disturbi e sono a loro volta impossibili da disturbare. Da qui la decisione delle agenzie spaziali europea ed italiana di finanziare il progetto Tows, che sta mettendo concretamente alla prova questo scenario.

Ospite Ernesto Ciaramella, Docente di Telecomunicazioni dell'Istituto TeCIP (Tecnologie della Comunicazione, Informazione, Fotonica) della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa e coordinatore del progetto Tows

La chiave di volta per rendere possibile un'adozione su larghissima scala di fonti prive di CO2 ma discontinue come il sole e il vento, sta nello sviluppo di stoccaggi di energia da cui attingere quando le rinnovabili non ne producono a sufficienza.
Questa esigenza, oggi ancora contenuta, crescerà rapidamente nei prossimi anni.
Oltre alle batterie elettrochimiche e all'idrogeno, che la fanno da padrone sulla scena, si stanno sviluppando altri approcci, tra cui la tecnologia MGTES (Magaldi Green Thermal Energy Storage), sviluppata da MGE, start-up costola di un gruppo industriale specializzato in impianti per la gestione di materiali ad alta temperatura.
Parliamo di una sorta di "batteria di sabbia"; un sistema in grado di utilizzare semplice sabbia per stoccare, per diversi giorni, grandi quantità di calore ad alta temperatura (fino a 1000C°) che può poi essere utilizzato tal quale o per produrre elettricità.

Ospite Letizia Magaldi, Executive Vice-President di MGE

Chi non ha mai visto un elettrocardiogramma? Nei dettagli della tipica forma d'onda un occhio esperto può riconoscere segni che svelano lo stato di salute del cuore sotto esame. Ma il potenziale informativo contenuto in questo e in altri segnali bio-elettrici del corpo umano - e che non siamo in grado di riconoscere - è ancora largamente inesplorato.
Da questa consapevolezza è nato PerCard (Personalised Prognostics and Diagnostics for Improved Decision Support in Cardiovascular Diseases), un progetto finanziato dalla Commissione Europea e dalla Fondazione Regionale per la Ricerca Biomedica (FRRB) di Regione Lombardia che, applicando le più avanzate tecniche di intelligenza artificiale, mira a mettere a punto nuovi metodi di analisi dei dati e dei segnali cardiovascolari per poi sviluppare modelli di valutazione del rischio più efficaci, accurati, robusti e spiegabili.

Ospite Luca Mainardi, Professore di Bio-elettromagnetismo e Segnali Biomedici del Politecnico di Milano

Dalla rete di laboratori al laboratorio in rete: potrebbe ben essere questo lo slogan dell'iniziativa del Consorzio interuniversitario EnSiEL per la ricerca nel settore dell'energia, dei sistemi e degli impianti elettrici, il cui scopo è mettere a sistema asset e strumenti di simulazione sparsi in varie strutture di ricerca nazionali, creando un unico grande laboratorio interconnesso in tempo reale.
L'idea è che una volta connessi gli uni agli altri attraverso la rete ad altissima velocità del consorzio GARR (internet), diversi laboratori sparsi su tutto il territorio possano lavorare in tempo reale e in maniera sincrona allo stesso esperimento o test, creando così un laboratorio grande come l'Italia. Per esempio sarà possibile testare nuovi componenti del sistema elettrico per mezzo di attrezzature che si trovano a centinaia di Km di distanza, come se fossero una a fianco dell'altra.

Suona come l'epitaffio su una lapide l'analisi pubblicata a metà febbraio sui Proceedings of the National Academy of Sciences, che fa il punto sull'impatto ambientale della produzione di bioetanolo da mais, su cui gli Stati Uniti hanno puntato massicciamente per iniziare a sostituire i combustibili fossili.
Non che il report colga di sorpresa la comunità scientifica, da tempo concentrata sui bio-combustibili di seconda generazione, cioè derivati da colture cellulosiche, cresciute su terreni marginali e senza consumi rilevanti di acqua o fertilizzanti. E tuttavia il paper, che riassume un lavoro di 15 anni dei ricercatori dell'Università di Madison nel Wisconsin, offre un quadro di una completezza rara, e pone un pietra tombale sull'uso della granella di mais per produrre bio-combustibili.

Ospite Alessandro Agostini, Ricercatore del Dip. di Tecnologie energetiche e Fonti rinnovabili dell'ENEA

Intelligenza artificiale e calcolo quantistico rappresentano le due più importanti novità del nostro tempo per quanto concerne la nostra capacità di elaborare informazioni.
La prima si è rivelata insuperabile nello svolgere numerosi compiti, che vanno dal riconoscimento di immagini e parole fino alla gestione in tempo reale del plasma in un reattore a fusione nucleare. Il calcolo quantistico, invece, è considerato la via maestra per realizzare computer capaci di risolvere alcuni tipi di problemi (tra cui proprio quelli che chiamano in causa la meccanica quantistica) per i quali il computer tradizionale è semplicemente inutile.

È quanto sono riusciti a fare un gruppo di ricercatori dell'Università di Vienna, del Politecnico di Milano e dell'Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn), che in un articolo finito sulla copertina di Nature Photonics hanno descritto il primo neurone artificiale quantistico.

Ospite Roberto Osellame, dirigente di ricerca del CNR-IFN